分类： 力学 >> 应用力学 提交时间： 2023-03-20 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 冷喷涂作为一种新兴的表面处理技术,广泛应用于增材制造和零部件修复等领域。为了探究冷喷涂处理后Q355钢基体的疲劳裂纹扩展规律,对2组标准单边缺口3点弯曲试样进行了冷喷涂处理。在光滑的Q355B钢基材表面分别沉积了纯Al和A5052铝合金涂层,然后对冷喷涂试件和一组未喷涂光滑试件进行了3点弯曲疲劳试验,得到了裂纹尖端张开位移和裂纹长度、裂纹扩展速率和荷载循环次数的规律曲线并进行了对比分析。结果表明:在裂纹扩展长度相同的情况下,冷喷涂试件和未喷涂试件的裂纹尖端张开位移基本相同,且随着疲劳裂纹的延伸,裂纹尖端张开位移也随之快速增大;在一定的裂纹尖端张开位移范围内,冷喷涂处理可以降低疲劳裂纹扩展速率;采用裂纹尖端张开位移作为疲劳裂纹扩展控制参数对冷喷涂试件的疲劳裂纹扩展规律进行判定是准确的,且裂纹尖端张开位移通过试验容易获得,简单方便,可以同时满足裂纹尖端弹性和塑性的情况。
分类： 力学 >> 应用力学 提交时间： 2023-03-20 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 随着微波加热技术的兴起,该技术被广泛应用于岩石破碎中。借助玄武岩研究了微波场中岩石内部温度场和应力场的分布规律,分析了岩石内部损伤机理。采用试验常用频率的工业微波炉对玄武岩试样进行微波照射,利用SEM分析微波照射前后岩石试样内部微裂纹演化规律;结合COMSOL5.5建立岩石均匀模型分析微波场中岩石表面升温速率,建立岩石二相矿物模型对岩石内部温度、温度梯度和热应力分布进行分析,通过温度场和应力场评价微波加热对岩石造成的损伤。结果表明:在微波场中,同一功率水平下岩石表面升温速率先增大、后减小;SEM图像证实了微波照射能够加速岩石内部微裂纹扩展,强吸波性矿物在经过微波照射后熔融破坏;岩石均匀模型计算得到的上表面平均升温速率与微波加热结果基本吻合,岩石二相矿物模型计算得到的内部热应力在矿物分界面处达到最大值。试验结果证明了微波照射能够加速玄武岩热损伤和裂纹扩展。
分类： 力学 >> 应用力学 提交时间： 2023-03-20 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 深埋隧洞内岩爆生成的时间滞后性与硬脆性围岩的蠕变力学特性密切相关,通过结合理论模型(包含深埋隧洞弹塑性模型及岩石脆性蠕变失效模型)与数值模拟对岩爆的时间滞后性机理及其规律进行了分析讨论。结果表明:深埋隧洞在开挖卸荷后围岩内部因微缺陷的萌生及演化引起损伤累积,在无及时支护条件下短时期内易引发时滞性岩爆;围岩在塑性区内更易引发蠕变失效，失效时长随距隧洞开挖边界距离的增加而增加;围岩在强开挖损伤区内更易失稳,需及时支护避免次生岩爆;随着隧洞开挖半径的增加,围岩的滞后性失效时长与开挖损伤区范围均增加。
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